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不忘初心 师德贯焕丨范仲勇教授专访——教书育人孜孜不倦,科研应用造福人类

作者:发布时间:2020-05-16浏览次数:98

范仲勇

复旦大学材料科学系教授、博士生导师,复旦大学教学名师


教育背景

1984年 成都科技大学高分子材料科学与工程系 获学士学位

1993年担任西安石油大学化学工程系讲师

1998年 四川大学 获硕士、博士学位

1998复旦大学材料科学系 副教授、教授

2001年 德国基尔大学Christian-Albrecht-Universitaet zu Kiel访问学者

2005年意大利国际理论物理研究中心ICTP访问学者

2008奥地利维也纳理工大学TU Wien访问学者

2009-2012年法国蒙比利埃ΙUniversity I, Montpellier访问学者

2014年波兰碳与聚合物材料中心,科技部高级访问学者

2014年 法国CNRS/欧洲膜材料研究中心,教育部高级访问学者

  

研究方向

优乐高分子材料结构与性能,高分子结晶过程和机理

完全可降解医用聚合物新材料及3D打印植入器件制作工程

优乐生物可降解聚合物功能材料的合成、结构与性能调控

纳米金属粒子/聚合物基复合材料的制备、结构与性能

  

任教课程

优乐《聚合物材料结构与性能》 上海市重点建设课程,复旦大学精品课程,本科生专业基础课

POLYMERⅠ》,《POLYMER Ⅱ》 博士、硕士研究生专业基础课

《聚合物材料物理》 工程硕士研究生班专业基础课


采访实录

优乐  

1、请问您的研究方向是什么?这些研究方向在生活中有哪些应用?


      目前我们课题组的研究方向,主要是生物医用材料。最主要的工作是基于以往的聚合物材料,针对现在的医用植入器件等新材料开展研究,并主要集中在可降解聚合物材料方面。主要应用在可降解心血管支架、外周血管支架,也包括在骨科、妇科、脑科等医用新材料的开发。

      因为我们的课题组最擅长的还是研究聚合物材料结构与性能工作,所以我们的研究方向依然依托于高分子凝聚态结构调控,进行新材料合成及性能的研究。总结起来,我们课题组目前重点研究两个方向:一个是基于高分子材料凝聚态或结构调控,进行性能的预测和实现性能提升;另一个是沿着这个思路,进行生物医用新材料和耐热型绿色功能材料的开发。

 



  

 2、我们了解到您访问过多个国家,请问这些经历带给您怎样的收获呢?您觉得这些国家的科研环境如何?

  

      为了开拓自己科研发展的思路,我先后在数个欧洲高校或实验室进行学术交流与研究工作。对我而言,这些经历的目的最主要有两点,第一点是去观察和学习他们科研态度与工作方式,了解学生培养的机制。另外一点,就是建立起了良好的国际交流的途径与氛围,为我们学生以后出去学习创造了更多的机会,做老师有责任给学生铺路,给学生提供这种渠道。

      前面一点感受是个人在科研精神和工作态度感官方面的体会。在教学的时候,在学生的培养的过程中,特别是对于研究生的培养,能够给他们更直观的介绍国外的工作情况。当然我也经常建议学生,无论采用哪种方式这一辈子都要出去看一看,至少要了解在这个地球上工作学习的多样性,因为制度不同、环境不同、文化不同,作为一个科研工作者,应该学会集百家之长,极大发挥自我优势。

      另外一点,通过交流,才能挖掘自我,有所发展。比方说在2000年左右,我们跟德国建立了非常好的关系,先后近7位同学前往德国继续深造。学生们在复旦本科毕业以后出国读硕士,之后自己勤奋努力打好了基础,又到像牛津、剑桥这些学校读博士,近年回国在各高校做教授、做研究员等。2007年至今以后我们开始和法国的学术机构合作。在这期间,也有8位同学先后进行交流访问,短的1年,长的3-4年。我们课题组大概有4位研究生先后获得中法双博士学位,对他们今后的发展都有裨益。目前,我们课题组的合作伙伴主要是德国和英国等科研机构或高校。这样的研究氛围,对于学生的学习交流和未来道路的规划,都具有很实际的收获。

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3、您认为培养本科生和研究生的重点有哪些不同?

  

      我从事的专业是高分子材料科学专业,在学校材料系开设了高分子物理课程。高分子物理这门课,是材料科学、尤其是有机材料的非常重要的基础课程。

      因此,在本科教学时,我的理念是,要以正确的基本概念、简单的语言和最好理解的方式让学生们学会课本上的知识,这是我本科教育很重要的一个教学理念。所谓的教科书知识是什么呢?它就是已经经过我们前辈的努力,证实是正确的、成熟的专业知识结论。所以本科教育的主要目的就是让本科生对这个学科的专业知识打下坚实正确的概念和掌握学科知识。此外,本科教育讲究的是整个教学体系的逻辑性和系统性。在我看来,本科生的培养就相当于,一个18岁的年轻人思想慢慢成熟了,开始接受一些传统正确专业知识,然后去挖掘自身的潜力,开始准备投身于社会创造,去满足社会需求实现自我价值的初段。在给本科生上课方面,我对学生的要求就是精读教材与参考书。我们选用的教材是复旦编的,也是目前国内中文版最好的专业教材之一。考虑到高分子涉及的概念比小分子体系要更复杂、抽象,会让学生们觉得理解比较困难,但其实它的原理还是基于小分子科学的所建立的。抓住这一点,由浅及深,由小分子或点分子到线型分子结构的概念,引导学生在大脑里构建相对比较抽象的学习能力和框架,或者说去理解和接受零维点分子结构体系下的一些新的概念与现象,也就是大分子的概念与现象。

        研究生教育就不一样了。培养研究生是在对未来从事科研或者教学的新人进行培养,是要在本科生教育的基础之上,在研究生已经有正确的概念和逻辑思维、对一个学科、体系的基本属性、原理、性能、公式等熟练掌握并应用的基础上,去挖掘他们的创造性,也就是在本科基础上培养他们对当今未知领域进行探索的能力这个培养,在如今的要求下,不仅仅是简单地训练或辅导他们去做实验、科研、总结、归纳,而是要在这个基础上使他们创造出新的成果。比如我们目前开展的新材料和开发的血管支架等制品,都是我们的学生通过设想、讨论、实验、合成、制备,然后测试验证得到的成果。再一点,复旦大学的本科生生源是非常好的,这是毋庸置疑的,因为我们招生都是招的各地的尖子生。但是研究生却有不一样的特点,有很大比例的学生是从其他学校考进来的。所以,在基础训练方面,我们就不能像对自己学校毕业的本科生那样去要求他们,而是要注意针对研究生生源差异性较大的特征因材施教。具体来讲,学生进入我的课题组之前,我一般都要先和他们谈话。首先,我会问他们两个问题。第一个是他们了不了解他们自己是谁(个人潜质)。听到这个问题时,大家十有八九会发愣。我问这个问题就是很简单地想让学生思考一下将要从事科研工作,毕竟课题有偏重于理论推导的、有偏重于实验动手的或者有偏重物理性能的、有偏重于化学合成的,工作重点不一样。所以首先要反思一下,自己是谁,是喜欢做化学实验,还是喜欢数学物理类的推演、根据观察表象去思考。先回答了这个问题,了解了自己之后,才能找到自己的兴趣点,然后我再根据个人的情况和特点去设计课题,我们再一起去讨论设计课题展开工作。所以,研究生和本科生在复杂程度、层次、要求上面有很大的区别。

        除了这点,本科生、简单地说就是要打好基础、打扎实基础。研究生就要注重研究过程的培养。关于过程,我坚决反对学生为了文章数而发文章,主要还是期望在这三年中研究生能受到完整的科研工作的训练。比如怎么选题、选题中如何提出问题、这个问题如何通过实验方案和技术方案去解决,解决完之后,实验中用哪些设备去做、做完之后要用什么理论和知识,与同行工作的比较,去发现工作的亮点,然后归纳、总结出来。还要能够表达出来,也就是写论文,这些都是最基本的能力训练和要求。虽然很多同学在刚进实验室时自谕文笔很好,英语四级、六级分数很高,结果写出来的文章却一塌糊涂。科学论文的写法有它的特点,要学会且能够使用它,所以针对这一块要特别地训练他们。训练学生去表达、总结、写文章。这有两个作用。一个是对学生进行写作基本功训练,更关键的是,通过这条路,促使学生去思考、去推演归纳前期的实验工作,得到合理结,提升科研兴趣与信心。通过这样训练,学生在以后的工作、生活中的每一件事,都会主动去学习、设题、归纳、总结,从而不断进步。所以在培养研究生时,对这一块的能力的培养,会比本科生明显地倚重,这就是两者明显的区别。

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4、在您授课过程中有哪些让您印象深刻的人或事 ,能跟我们分享一下吗?

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      在复旦我已经主讲高分子物理这门课已经有20年了。一个真正喜欢教书的老师,会把课堂当成一个很神圣的地方来对待,每一次备课都会认真对待,而不是敷衍、随心所欲地去做。只有自己能做到认真、求真,学生上课的时候才能集中精神,师生的互动才会多,这样学生的学习效果才能明显提高。

       在教师方面,我这两年做学校的督教(教学指导监督委员会),每学年大概要听五、六个系的老师上课,我感觉到我们复旦大学不同的年龄层次上都有很高比例的教师上课非常好,我们学校教师队伍里面确实有很多优秀教师在一线默默无闻地敬业奉献。在学生方面,我们也明显感觉到就是,你教给他真正有用东西的时候,他也会很聪明的抓住每一个机会去吸取知识,年轻学生的求知欲都非常强烈。在这个过程中如果老师做的不好、敷衍差事什么的,学生心里是很清楚的。

       现实授课中发生过很多印象深刻和感动的事情,不胜枚举。远的不讲,上学期的有一个本科生让我很感动,他在上课之前就给我写了一封邮件说老师你赶快去跟教务处联系一下,我们分到的教室我去看过了是光华楼五楼一个弧形的教室,里面是沙发椅,没有桌子,会影响到我们学习和教学质量的。这让我当时就觉得我们学生非常学习态度认真和有责任心,非常好。他在上课前就去看一看教室环境,发现这个教室不利于我们教学,不利于他们学习就立马提出来告知。难道不感动吗?所以我上第一堂课就和他们说,首先我要向我们班的同学致敬,大家非常认真的对待每一个环节,现在困难有了,那么我们就要亮出真本事,打起精神来克服这个困难,不要因为太舒服了听课就不认真了。后来我也了解到,当时他们这个班上课程安排不太合理,上午十二点半才下课,然后一点半就要上我的课,对小朋友来说挑战性很大了,那对于老师来说就更应该把自己的课讲精彩。类似发生过很多对我们来说也是鞭策着我们工作的,让我们印象深刻和感动的事。

      另外我觉得我们授课培养人才,教师和学生是一个团队,共同努力,这是人类对知识探索的一个环节,所以说是授课与听讲就是一个平平常常淡泊如水,潜移默化又风风火火的事情。

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5、请问您认为从事科研工作应该需要具备哪些心态和精神呢?

  

      科研工作实际上跟我们社会是有直接密切的关系的。前面谈了很多都是对于教师来说的,在我的理解教师是教书育人,把课上好是他的第一天职。但你能做一个教师就意味着你掌握了某一个学科专业知识,所以作为一个教授,有必要让自己的知识发挥其所长,所以这就涉及到科研。

       对于科研工作我最基础的理念是,科研工作是一种兴趣。从事科研工作不应该抱有很重名和利上的追求。

      另外,科研的价值实际上随着每一个人所处的环境和不同的阶段是在变的。比如在十几二十年前,最主要的科研方向还是偏重基础理论研究,包括我自己的博士生导师,他是一位非常优秀的高分子学家,还有我来到复旦工作后接触到的很多我们国家最出色的高分子物理学家,他们都是做基础研究工作。但是随着国家和社会的发展,科研工作的环境的变化,我们的科研工作方向也就随之改变。而且,我有这样一个理念——一个人在四十岁以下年轻的时候创造力最强,无论是想象力、科研的敏感性还是探索精神都是非常充沛的,他对自然充满了好奇心和探索心,所以我觉得这时候应该更多的去做一些基础科学性的研究,去攻坚,去彻夜不眠地探索。但由于自然规律,人随着年龄的增长过了他科研创造最旺盛的阶段之后,就要及时地根据自己对科研的积累和过往的丰富经验,回过头来把对自然和材料体系的认识应用到实际中来。材料科学是一个实验性的科学,具有实用性。所以作为一个科研工作者,我现在的心态就是如果我做的工作能真正对人们现实生活发展有点用,这对我们来说就是一种肯定。

      基于这种想法的转变,我们在2006年开始进行一些绿色环保型材料的工作。导致这种转变的因素有很多,除了刚刚讲到的科研思路之外,还包括我们一直有兴趣解决人们头疼的白色污染等实际问题。所以我们就想在这方面能做点事情,开发一些绿色无污染材料,能够尽快地替代一些石油基的材料。这方面工作也是目前高分子科学热点研究方向之一。实际上,在这个领域我们发现这种材料在传统聚合物工程材料应用上目前还是有很多限制因素。但是在医用材料里,它有非常大的应用前景,所以我们根据它的这个特点就慢慢转移到生物医用新材料方向来开展工作。当然,转移到这个方向也产生了很多新的问题,比方说这就涉及到跨学科的研究了,因为它不光涉及到材料科学,还涉及到生物学、病理和伦理学各种各样的问题。这对我们来说就是新的挑战,需要再去学习,去汲取各个学科方面的知识,去建设新实验思路框架和技术路线。工作中,我们发现现实中医院用的器件很多从材料的眼光来看是有很大的开拓区域。我们可以进一步展开手脚,研究和提升应用材料的种类和性能,给社会带来福祉,所以也更坚定了我们在这一方向的工作。

        我也经常跟我的学生讲,大家工作要看到科研工作的严肃性、严谨性和现实性。现实性的例子就是我们这几年开发的这个完全可降解的血管支架材料,现实中很多人都有一些血管、高血脂的问题,需要到医院去装支架,但这个支架不管国产还是进口造价都非常昂贵。再一点,由于血栓堵塞的问题,使我们下身血脉不通,就会导致到了冬天很多年龄比较大的长辈们腿疼,甚至需要做手术,这给他们带来很多现实生活痛苦。那么我们通过自身努力开发出一种比现有的金属性能更好的完全可降解的支架材料,并且通过一些原创性工作可以使它以优惠的价格进入到市场里,这必然是一件普惠大众的好事情,激励学生去探索的信念。

      所以说我们做科研给学生至少要设立一个可行目标,这个目标要有科研价值和社会目标。我们做这个事情既有为了材料发展这样学术内容,也有很现实的应用目标。这个目标老实讲实践起来非常难,需要很多年的努力、大笔的资金投入,但是我们至少可以提出了这样一个现实可行的目标,这对一些年轻的科研工作者来说是能使他们的奋斗更加有动力的。

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6、现在部分本科生和研究生对自己以后研究方向比较迷茫,您认为选择研究方向应该考虑些什么,能给出一些建议吗?

  

      简单说,在我看来,学生之所以迷茫,是因为还没想清楚自己想干什么。一个聪慧的人很早就明白他一生热爱和追求什么。所以,首先要弄清楚自己是谁、擅长的地方在哪里、发展潜质在哪里等自我认识是选择研究方向最重要的考虑点。我们各个课题组的方向、工作性质、未来可能从职方向都是不一样的。所以你要先真正了解后从中选择,才能找到一个适合自己的课题组。 

      不管是本科生还是研究生,要想清楚为什么要进课题组。不太好的情况可能比如是为了出国,需要一个阅历;为了上海户口,需要研究生学位;还有些人为了从小父母长辈的期望,抱着光宗耀祖这样一个心理。林林总总的原因很多,但这些都是为他人、被动的。当然这些需求现实中客观存在,我们也无可非议。但要记住最关键的一点是,进入一个课题组,至少在以后数年的时间,自己要做的课题,要做的实验,要日常交往的人和考虑的问题都是自身要面对到的。就是一句话,首先要对自己负责,再谈对团队和社会负责。想清楚了,再接受这个挑战,那就去。

      另一方面,就我所了解,我们材料系的课题组之间都是开放的,允许你们从中去选择。师生之间是一个团队,老师是给你们提供这个平台,提供这个机遇,学生是在这个平台机遇中展现自己的本领。舞台与演员搭配才能表演出赏心悦目节目。但在这中间也发生过一些不对路的问题,这种情况下我们也是允许可以换课题组。我接受过其他团队的学生,我的学生也转到过其他研究方向团队的。大家还是出于对学生成长和科研工作更好的发展为目的,很乐意营造一个宽松的研究环境。

      所以在这个问题上,一方面学生要明白自己内心是属于哪一类的,做出选择后要付出多年的时间,所以一定得对它有兴趣,愿意为它投入自己的精力,这是自身要做好的一个准备。另一方面作为课题组来说,每一个学生,可能来自于不同的学校,受过不同的教育,所以有一个个性化的问题我们对每一个注入的新鲜血液都应该使他自身的特长发挥出来,然后让他的个性能够对整个课题组发展有所贡献,这是导师需要把握的。

  

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录音整理丨王丛欢 曹琦瑜 唐懿雯

视频剪辑丨王丛欢

编辑排版丨唐懿雯

  



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